CN201225532Y - 功率型白光发光二极管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种功率型白光发光二极管，包括基座，所述基座中间设置有凹槽，该凹槽中固定有蓝色LED芯片和红色LED芯片，所述蓝色LED芯片和红色LED芯片通过荧光粉层封装在凹槽中。本实用新型通过在黄色荧光粉中添加绿色荧光粉，从而弥补了普通LED在500nm左右的绿光成分不足的缺陷，同时通过红光LED芯片进行红光补偿，因此与普通LED相比，本实用新型提高了绿光范围内和红光范围内的彩色再现特性，并且其发光光谱在可见光部分更接近白炽灯的发光光谱，同时减少了在紫光、紫外光和红外光的光谱，是一种健康舒适的照明光源。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种功率型白光发光二极管(LED)，其主要是对现有的白光LED技术进行改进，实现一种健康舒适的照明光源。
背景技术：
白光LED是一种多颜色的混和光，目前白光LED的制造方法主要包括以下三种：
一、以紫外光LED晶片加红、绿、蓝三基色荧光粉的方式，通过紫外光激发R、G、B三基色荧光粉，从而产生R、G、B三波长混合的白光(美国专利：US5952681)。这种方式的发光原理与日光灯的基本相同，都是由三基色荧光粉吸收能量而发出三色光，再经混合而得到的白光。因此就光谱的连续性来讲这种方式应该是最佳的，可以得到与白炽灯相似的白光。但是由于受到材料特性和制程技术的制约，目前尚无抗衰减、高效率的功率型紫光和紫外光LED晶片。另外由于紫外光晶片都有较强的紫外光，这样封装材料的选择就非常困难，一方面这些封装材料必须抗紫外光，不会因为紫外光的照射而产生劣化，另一方面这些封装材料还要能阻挡紫外光的外泄，以避免对人体产生伤害：视觉系统病变、生理分泌混乱等。
二、以蓝光LED晶片加YAG黄色荧光粉的方式，通过蓝光激发YAG黄色荧光粉产生黄光，该黄光与透过YAG荧光粉而没有被吸收的蓝光混合而产生两波长的白光(美国专利：US5998925)。这种方式得到的白光跟自然光相比可以发现其缺少了相当多的红光成分，因此其显色指数Ra比较低，只能达到70左右。太阳光和白炽灯均辐射连续光谱，在可见光的波长(380nm-760nm)范围内，包含着红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种色光。物体在太阳光和白炽灯的照射下，显示出它的真实颜色，但当物体在非连续光谱的气体放电灯的照射下，颜色就会有不同程度的失真。我们把光源对物体真实颜色的呈现程度称为光源的显色性，用显色指数Ra表示，Ra值越大，光源的显色性越好。显色指数是对光源显色性的定量评价，以标准光源为准，白炽灯的显色指数定义为100，视为理想的基准光源，其余光源的显色指数均低于100。为了提高显色指数，于是就在黄色荧光粉中添加红色荧光粉，这样得到的暖白光，其显色指数可以达到80以上。但是目前的红色荧光粉发光效率比较低，衰减也很大，因此这样得到的暖白光光通量低，衰减快，性价比低。
为此，专利文献(申请号为：200410084197.8)中提出采用红光LED晶片来代替红色荧光粉进行光谱补偿的方法，这样就可以克服红色荧光粉衰减快的问题。同时该专利中采用长波段的蓝光晶片(470nm-490nm)，以此来弥补普通白光发光二极管中绿光成分不足的缺点，但是该方法的一个明显缺点就是长波段的蓝光晶片对荧光粉的激发效率不高，导致整个白光发光二极管的发光效率低。
三、通过R、G、B三色LED混光后得到白光，这种方法可以得到比较好的显色指数(80左右)，但是由于LED有一个特性就是其具有很好的单色峰值发射波长，因此通过这种方法得到的白光光谱也不是连续的，具有很尖锐的波峰和较宽的波谷，无法再进一步提高显色指数。另外红、绿、蓝三种LED的电压也不一样，这样其控制电路也比较复杂。
发明内容：
为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种功率型白光发光二极管，以达到替代自然光或日光灯照明的目的。
为实现上述目的，本实用新型主要采用如下技术方案：
一种功率型白光发光二极管，包括基座，所述基座中间设置有凹槽，该凹槽中固定有蓝色LED芯片和红色LED芯片，所述蓝色LED芯片和红色LED芯片通过荧光粉层封装在凹槽中。
所述荧光粉层是由绿色荧光粉和黄色荧光粉以及硅胶制成的混合体。
所述绿色荧光粉的发射峰峰值波长为500nm-540nm，黄色荧光粉的发射峰峰值波长为540nm-580nm。
所述蓝色LED芯片发光波长为450nm-470nm，红色LED芯片的发光波长为610nm-650nm。
本实用新型通过在黄色荧光粉中添加绿色荧光粉，从而弥补了普通LED在500nm左右的绿光成分不足的缺陷，同时通过红光LED芯片进行红光补偿，因此与普通LED相比，本实用新型提高了绿光范围内和红光范围内的彩色再现特性，并且其发光光谱在可见光部分更接近白炽灯的发光光谱，同时减少了在紫光、紫外光和红外光的光谱，是一种健康舒适的照明光源。
附图说明：
图1为本实用新型第一实施例的结构剖视图。
图2为本实用新型第一实施例的结构主视图。
图3为本实用新型第二实施例的结构剖视图。
图4为本实用新型第二实施例的结构主视图。
图5为本实用新型LED芯片与荧光粉光学关系坐标图。
图中标识说明：基座1、蓝色LED芯片2、红色LED芯片3、荧光粉层4。
具体实施方式：
本实用新型的核心思想是：通过单独对蓝色LED芯片和红光LED芯片进行电控制，改变蓝光、绿光、黄光和红光的发光强度，进行色温调节，而且采用黄色荧光粉、绿色荧光粉和硅胶混合而成的材料作为封装材料，从而可以通过荧光粉颗粒的散射作用，使红光与蓝光、黄光和绿光得到充分的混合，避免了红色LED芯片件被识别为点状的情况。
为阐述本实用新型的思想及目的，下面将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。
优选实施例一，如图1～图2所示，本实用新型主要包括基座1，所述基座1中间设置有凹槽，该凹槽中固定有三个大功率蓝色LED芯片2，其发光波长为450nm-470nm，以及一个大功率红色LED芯片3，其发光波长为610nm-650nm，而三个大功率蓝色LED芯片2分布在大功率红色LED芯片3的周围，且分别与不同的导电端子进行连接，通过外部电源进行独立控制。
上述凹槽中填充有荧光粉层4，通过该荧光粉层4将蓝色LED芯片2和红色LED芯片3封装，这里的荧光粉层是由发射峰峰值波长为500nm-540nm的绿色荧光粉、发射峰峰值波长为540nm-580nm的黄色荧光粉和硅胶混合制成，这样可以通过荧光粉颗粒的散射作用，使红光与蓝光、黄光和绿光得到充分的混合，从而避免了红色LED芯片3被识别为点状的情况。而且本实用新型可以单独对蓝色LED芯片和红色LED芯片进行电控制，这样可以通过控制两种LED芯片的电流来改变蓝光、绿光、黄光和红光的发光强度，达到色温可调的目的。
优选实施例二，如图3～图4所示，本实用新型主要包括基座1，所述基座1中间设置有凹槽，该凹槽中固定有一个大功率蓝色LED芯片2，其发光波长为450nm-470nm，以及两个小功率红色LED芯片3，其发光波长为610nm-650nm，而大功率蓝色LED芯片2位于在两个小功率红色LED芯片3之间，且它们分别与不同的导电端子进行连接，通过外部电源进行独立控制。
其中上述凹槽中填充有荧光粉层4，通过该荧光粉层4将蓝色LED芯片2和红色LED芯片3封装，这里的荧光粉层是由发射峰峰值波长为500nm-540nm的绿色荧光粉、发射峰峰值波长为540nm-580nm的黄色荧光粉和硅胶混合制成，这样可以通过荧光粉颗粒的散射作用，使红光与蓝光、黄光和绿光得到充分的混合，从而避免了红色LED芯片3被识别为点状的情况。而且本实用新型可以单独对蓝色LED芯片和红色LED芯片进行电控制，这样可以通过控制两种LED芯片的电流来改变蓝光、绿光、黄光和红光的发光强度，达到色温可调的目的。
本实用新型通过在黄色荧光粉中添加绿色荧光粉，从而弥补了普通LED在500nm左右的绿光成分不足的缺陷，同时通过红色LED芯片进行红光补偿，因此与普通LED相比，本实用新型提高了绿光范围内和红光范围内的彩色再现特性，并且其发光光谱在可见光部分更接近白炽灯的发光光谱，同时减少了在在紫光、紫外光和红外光的光谱，是一种健康舒适的照明光源。如图5所示，C点代表蓝色LED芯片的色坐标，D点代表荧光粉的色坐标，F点代表红色LED芯片的色坐标，在只点亮蓝色LED芯片时，蓝光和黄绿光混合形成的混合光位于图中A点的位置。然后再点亮红色LED芯片，最终形成的白光位于A1点的位置。改变蓝色LED芯片的电流时(这里以减小为例)，A点漂移到B点的位置，在红色LED芯片的通电电流不变的情况下，最终形成B1点的白光。
以上对本实用新型所提供的功率型白光发光二极管进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (4)
1、一种功率型白光发光二极管，包括基座(1)，其特征在于所述基座(1)中间设置有凹槽，该凹槽中固定有蓝色LED芯片(2)和红色LED芯片(3)，所述蓝色LED芯片(2)和红色LED芯片(3)通过荧光粉层(4)封装在凹槽中。
2、根据权利要求1所述的功率型白光发光二极管，其特征在于所述荧光粉层(4)是由绿色荧光粉和黄色荧光粉以及硅胶制成的混合体。
3、根据权利要求2所述的功率型白光发光二极管，其特征在于所述绿色荧光粉的发射峰峰值波长为500nm-540nm，黄色荧光粉的发射峰峰值波长为540nm-580nm。
4、根据权利要求1所述的功率型白光发光二极管，其特征在于所述蓝色LED芯片(2)发光波长为450nm-470nm，红色LED芯片(3)的发光波长为610nm-650nm。
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